中国军工电子工艺技术体系

本书针对当前军工电子工艺技术中存在的问题，以科技创新为切入点，按照工艺技术体系框架展开，清晰地论述了军工电子各工艺之间的关系和与武器装备研制的关联。本书涵盖了系统、整机、元器件、信息功能材料工艺及相应的工艺设备，科学总结了军事电子装备研制生产有关的专业工艺技术和工艺管理方法，全面反映了军事电子工业工艺技术的现状、水平和成就。该书图文并茂，数据准确，既有机理方法的描述，又有可操作的工艺技术；既包括了现今应用的工艺技术，又面向了工艺技术的未来发展，实用性很强。该书的发行，正处于“中国制造2025”全面实施的历史进程中，对落实制造强国战略、提高电子信息工艺水平有重要意义。

张为民，男，大学毕业后分配到中国电子科技集团公司第54研究所的前身——电子第17研究所从事工艺技术工作；1989年起担任到中国电子科技集团公司第54研究所的工艺研究室副主任；1991年起担任到中国电子科技集团公司第54研究所的工艺研究室主任；2004年8月起开始不担任行政工作，主要从事技术研究工作。

篇 概 论
第1章 军用电子产品及其工艺技术 2
1.1 军用电子产品 2
1.1.1 综合电子信息系统 2
1.1.2 军事电子装备 2
1.1.3 电子元器件及信息功能材料 3
1.2 军工电子工艺技术的内涵与特点 5
1.2.1 军工电子工艺技术的内涵 5
1.2.2 军工电子工艺技术的特点 5
1.3 军工电子工艺技术的地位和作用 7
1.3.1 军工电子工艺技术的地位 7
1.3.2 军工电子工艺技术的作用 8
1.4 军工电子工艺技术的发展历程 10
参考文献 12
第2章 军工电子工艺技术体系 13
2.1 概述 13
2.1.1 军工电子工艺技术体系图 13
2.1.2 军工电子工艺技术关系 13
2.2 军工电子工艺技术体系构成 13
2.2.1 信息功能材料制造工艺技术 16
2.2.2 电子元器件制造工艺技术 16
2.2.3 电气互联技术 17
2.2.4 电子整机制造工艺技术 19
2.2.5 共用技术 22
参考文献 22
第二篇 工艺技术在军事电子典型装备中的应用
第3章 典型电子装备制造工艺应用 24
3.1 雷达制造工艺 24
3.1.1 雷达及其基本组成 24
3.1.2 雷达装备工艺技术体系 25
3.1.3 雷达关键工艺 27
3.2 电子战装备制造工艺 32
3.2.1 电子战装备及其基本组成 32
3.2.2 电子战装备工艺技术体系 33
3.2.3 电子战装备关键工艺 35
3.3 通信装备制造工艺 43
3.3.1 通信装备及其基本组成 43
3.3.2 通信装备工艺技术体系 44
3.3.3 通信装备关键工艺 44
3.4 导航装备制造工艺 50
3.4.1 导航装备及其基本组成 50
3.4.2 导航装备工艺技术体系 52
3.4.3 导航装备关键工艺 54
3.5 数据链装备制造工艺 57
3.5.1 数据链装备及其基本组成 57
3.5.2 数据链装备工艺技术体系 58
3.5.3 数据链装备关键工艺 60
3.6 综合电子信息系统制造工艺 61
3.6.1 综合电子信息系统及其基本组成 61
3.6.2 综合电子信息系统工艺技术体系 62
3.6.3 综合电子信息系统关键工艺 64
参考文献 68
第4章 典型电子元器件制造工艺应用 70
4.1 微电子器件制造工艺 70
4.1.1 微电子器件及其特点 70
4.1.2 微电子器件制造工艺流程 76
4.1.3 微电子器件制造工艺技术体系 78
4.1.4 微电子器件制造关键工艺 78
4.2 光电子器件制造工艺 85
4.2.1 光电子器件及其特点 85
4.2.2 光电子器件制造工艺流程 89
4.2.3 光电子器件制造工艺技术体系 95
4.2.4 光电子器件制造关键工艺 97
4.3 真空电子器件制造工艺 100
4.3.1 真空电子器件及其特点 100
4.3.2 真空电子器件制造工艺流程 102
4.3.3 真空电子器件制造工艺技术体系 104
4.3.4 真空电子器件制造关键工艺 106
4.4 MEMS器件制造工艺 107
4.4.1 MEMS器件及其特点 107
4.4.2 MEMS器件制造工艺流程 110
4.4.3 MEMS器件制造工艺技术体系 113
4.4.4 MEMS器件制造关键工艺 114
4.5 物理电源制造工艺 115
4.5.1 物理电源及其特点 115
4.5.2 物理电源制造工艺流程 116
4.5.3 物理电源制造工艺技术体系 117
4.5.4 物理电源制造关键工艺 118
4.6 传感器制造工艺 118
4.6.1 传感器及其特点 118
4.6.2 传感器制造工艺流程 121
4.6.3 传感器制造工艺技术体系 123
4.6.4 传感器制造关键工艺 123
4.7 微系统集成制造工艺 124
4.7.1 微系统集成制造及其特点 124
4.7.2 微系统集成制造工艺流程 127
4.7.3 微系统集成制造工艺技术体系 129
4.7.4 微系统集成制造关键工艺 130
参考文献 132
第三篇 信息功能材料制造工艺技术
第5章 信息功能材料制造工艺技术概述 134
5.1 信息功能材料的内涵及特点 134
5.2 信息功能材料制造工艺的地位及作用 134
5.3 信息功能材料工艺体系框架 135
第6章 晶体材料生长技术 136
6.1 概述 136
6.1.1 晶体材料生长技术体系 136
6.1.2 晶体材料生长技术的应用现状 137
6.2 熔体法晶体生长工艺 137
6.2.1 直拉法晶体生长工艺 137
6.2.2 区熔法晶体生长工艺 140
6.2.3 LEC晶体生长工艺 142
6.2.4 VB/VGF法晶体生长工艺 144
6.3 气相法晶体生长工艺 146
6.3.1 PVT法晶体生长工艺 146
6.3.2 HVPE法晶体生长工艺 148
6.4 晶体生长设备 149
6.4.1 直拉单晶生长炉 150
6.4.2 区熔单晶生长炉 150
6.4.3 LEC单晶生长炉 150
6.4.4 VB/VGF单晶生长炉 151
6.4.5 PVT法单晶生长炉 152
6.4.6 HVPE法单晶生长炉 153
6.5 晶体材料生长技术发展趋势 154
参考文献 154
第7章 晶体材料加工技术 155
7.1 概述 155
7.1.1 晶体材料加工技术体系 155
7.1.2 晶体材料加工技术的应用现状 156
7.2 晶体材料加工技术 156
7.2.1 断棒 156
7.2.2 单晶棒外圆滚磨和定位面的制作 156
7.2.3 切片 159
7.2.4 倒角 160
7.2.5 倒角后晶圆的厚度分选 160
7.2.6 晶圆的双面研磨或表面磨削 161
7.2.7 化学腐蚀 162
7.2.8 腐蚀后晶圆的厚度分选 163
7.2.9 抛光 163
7.2.10 晶圆清洗 165
7.2.11 晶圆测量与包装 165
7.3 晶体加工设备 166
7.3.1 切片机 166
7.3.2 倒角机 166
7.3.3 磨抛设备 167
7.3.4 清洗设备 168
7.4 晶体材料加工技术发展趋势 168
参考文献 169
第8章 粉体材料制备技术 170
8.1 概述 170
8.1.1 粉体材料制备技术体系 170
8.1.2 粉体材料制备技术的应用现状 170
8.2 固相法粉体制备工艺 170
8.2.1 配料、混料 171
8.2.2 预烧 171
8.2.3 磨料 172
8.3 液相法粉体制备工艺 172
8.3.1 溶胶?凝胶法 172
8.3.2 水热合成法 173
8.3.3 共沉淀法 173
8.4 粉体制备工艺设备 174
8.4.1 固相法粉体制备工艺设备 174
8.4.2 液相法粉体制备工艺设备 176
8.5 粉体材料制备技术发展趋势 176
参考文献 176
第9章 粉体材料成型技术 177
9.1 概述 177
9.1.1 粉体材料成型技术体系 177
9.1.2 粉体材料成型技术的应用现状 177
9.2 粉体材料成型工艺 177
9.2.1 成型工艺 177
9.2.2 烧结工艺 179
9.2.3 磨加工工艺 180
9.2.4 清洗检验 181
9.3 粉体材料加工工艺设备 181
9.3.1 成型设备 181
9.3.2 烧结设备 182
9.3.3 磨加工设备 183
9.4 粉体材料加工工艺发展趋势 183
参考文献 184
第四篇 电子元器件制造工艺技术
第10章 外延工艺 186
10.1 概述 186
10.1.1 外延工艺技术体系 186
10.1.2 外延工艺的应用现状 187
10.2 气相外延（VPE）工艺 187
10.2.1 Si气相外延 188
10.2.2 SiGe气相外延 189
10.2.3 GaAs气相外延 190
10.2.4 SiC气相外延 192
10.3 液相外延（LPE）工艺 192
10.3.1 GaAs系液相外延 193
10.3.2 InP系液相外延 194
10.3.3 HgCdTe系液相外延 194
10.4 分子束外延（MBE）工艺 195
10.4.1 固态源分子束外延（SSMBE） 195
10.4.2 气态源分子束外延（GSMBE） 197
10.4.3 有机源分子束外延（MOMBE） 197
10.5 金属有机物化学气相淀积外延（MOCVD）工艺 198
10.5.1 GaAs/InP系MOCVD 198
10.5.2 GaN系MOCVD 200
10.6 外延设备 201
10.6.1 气相外延（VPE）炉 201
10.6.2 液相外延炉 201
10.6.3 分子束外延设备 202
10.6.4 金属有机物化学气相淀积外延设备 202
10.7 外延工艺发展趋势 204
参考文献 204
第11章 掩模制造与光刻工艺 205
11.1 概述 205
11.1.1 掩模制造与光刻工艺技术体系 205
11.1.2 掩模制造与光刻工艺的应用现状 206
11.2 掩模制造工艺 206
11.2.1 数据处理 206
11.2.2 曝光 207
11.2.3 掩模的基板 207
11.2.4 掩模制造工艺分类 207
11.2.5 掩模质量控制 208
11.3 光刻工艺 209
11.3.1 预处理 209
11.3.2 涂胶 210
11.3.3 曝光 210
11.3.4 显影 214
11.3.5 光刻质量控制 215
11.4 掩模和光刻设备 217
11.4.1 涂胶显影轨道 217
11.4.2 光刻机 217
11.4.3 电子束曝光系统 217
11.5 掩模制造与光刻工艺发展趋势 218
参考文献 219
第12章 掺杂工艺 220
12.1 概述 220
12.1.1 掺杂工艺技术体系 220
12.1.2 掺杂工艺的应用现状 220
12.2 扩散工艺 221
12.2.1 扩散 221
12.2.2 常用扩散工艺 223
12.2.3 扩散层质量的检验 227
12.3 离子注入工艺 229
12.3.1 离子注入 229
12.3.2 离子注入系统 231
12.3.3 离子注入参数 233
12.3.4 离子注入工艺与应用 233
12.4 掺杂设备 235
12.4.1 扩散氧化炉 235
12.4.2 离子注入机 236
12.4.3 退火炉 236
12.5 掺杂工艺发展趋势 236
参考文献 237
第13章 刻蚀工艺 238
13.1 概述 238
13.1.1 刻蚀工艺技术体系 238
13.1.2 刻蚀工艺的应用现状 239
13.2 湿法刻蚀工艺 239
13.2.1 硅的刻蚀 239
13.2.2 GaAs和InP的各向异性刻蚀 242
13.2.3 非半导体薄膜材料的刻蚀 244
13.3 干法刻蚀工艺 246
13.3.1 干法刻蚀 246
13.3.2 等离子刻蚀的工艺参数 247
13.3.3 等离子体刻蚀方法 249
13.4 刻蚀设备 252
13.4.1 等离子刻蚀设备 253
13.4.2 离子束刻蚀设备 253
13.4.3 反应离子刻蚀机 253
13.5 刻蚀工艺发展趋势 254
参考文献 254
第14章 薄膜生长工艺 255
14.1 概述 255
14.1.1 薄膜生长工艺技术体系 255
14.1.2 薄膜淀积工艺应用现状 256
14.2 金属薄膜生长工艺 256
14.2.1 真空镀膜 256
14.2.2 电镀法 261
14.2.3 CVD法 262
14.3 介质薄膜生长工艺 262
14.3.1

序
随着现代制造技术的发展，德国“工业4.0”、“中国制造2025”等概念的提出，将不可避免地带动了先进制造工艺技术的发展。随着电子装备向着高频段、高增益、高密度、小型化、快响应、高指向精度方向的发展，对军工电子装备工艺制造技术提出了越来越高的要求，军工电子装备工艺制造技术已成为我国军工电子装备研制与生产的支柱之一，成为智能制造技术发展的基础技术之一。
为适应这一发展需求，中国电子科技集团公司组织开展了我国军工工艺技术体系的深入研究，编制出版了《中国军工电子工艺技术体系》一书，这对提升我国军工电子装备先进制造工艺技术水平，促进军工电子科技发展意义重大。
《中国军工电子工艺技术体系》紧密围绕面临的形势和任务，针对军工电子工业新时期的发展特点，旨在建立我国军工电子先进制造工艺技术体系，在一定程度上，可以说是目前我国、系统、全面、涉及领域广、涵盖制造技术的一本电子工艺技术体系方面的书籍。该书在纵向以电子信息装备技术发展为牵引，横向以工艺流程为纽带，致力于从整机、元器件、信息功能材料制造工艺及相应的工艺装备制造等方面，全面反映我国军工电子工艺技术的现状、水平和成就，全面总结电子信息装备研制生产有关的专业工艺技术和工艺管理方法，充分论述具有电子行业特色的制造工艺对电子信息装备发展起到的重要作用。该“体系”填补了我国军工电子工艺技术领域的空白，在军工电子科技发展的进程中，将有望起到“里程碑”式的作用。
该书内容丰富，信息量大，具有较强的系统性、新颖性和实用性，可为从事国防科技工业管理的领导以及军工电子行业设计和工艺技术人员提供借鉴。
希望该书的出版，不仅将为我国军工电子工艺技术的发展提供支撑，且会对提高我国电子装备制造工艺技术水平、培养工艺技术人才发挥积极的推动作用。

西安电子科技大学教授  
中 国 工 程 院 院 士  
    段宝岩

前    言
走过 3 个寒暑，历经12次修改，作为向反法西斯战争胜利70周年纪念的献礼，《中国军工电子工艺技术体系》终于编制完成。
为实现我军“建设信息化军队，打赢信息化战争”的伟大战略目标，军工电子制造工艺技术已经成为军事电子装备的核心和关键技术，已经成为武器装备研产的支柱，电子信息产业发展的支撑和电子信息技术水平提高的保证。但是，在本书出版以前，军工电子行业尚没有一个完整、全面的工艺技术体系，这与其重要的地位和作用并不相称，也不利于军工电子行业的可持续发展。
中国电子科技集团公司十分重视此项工作，在集团主管部门的领导下，通过精心合理的组织、科学充分的论证、细致扎实的工作，《中国军工电子工艺技术体系》终于面世。本书填补了军工电子工艺技术领域的空白，不但为今后电子工艺技术的创新发展奠定了基础，而且对提高工艺技术和工艺管理水平会有巨大的促进作用。
本书分为9篇（55章），由概论篇、工艺技术在典型装备中的应用篇、信息功能材料制造工艺技术篇、电子元器件制造工艺技术篇、电气互联技术篇、军用电子整机制造工艺技术篇、共用技术篇、工艺管理篇和展望篇组成。共有来自集团公司的20余家科研院所，以及2所高校的70余位工艺专家、科研人员和教师参与了编制工作。核心组的专家后完成了书稿的修改、完善和统编工作。篇“概述”和第九篇“展望”由张为民、李怀侠编写；第二篇“工艺技术在典型装备中的应用”由张为民、纪军、张遥、谭开州、崔宏敏编写；第三篇“信息功能材料制造工艺技术”由刘峰编写；第四篇“电子元器件制造工艺技术”由高向东编写，其中的“微系统集成技术”由纪军编写；第五篇“电气互联技术”由严伟编写；第六篇“军用电子整机制造工艺技术”主要由聂延平、张莹编写，其中的“3D打印技术”由杜含笑编写；第七篇“共用技术”中的“工艺装备制造技术”由禹庆荣编写，“数字化制造计技术”由杨滨编写；第八篇“工艺管理技术”由杨剑编写。
中国工程院院士、西安电子科技大学段宝岩教授亲自为本书作序，中国电子科技集团公司科技部的领导和各编写人员所在单位的领导对本书的编制工作给予了大力指导与帮助，在此衷心感谢。
在编写过程中，来新泉、沈能珏、杨乃彬、朱建军、王勇等专家对本书的编写给予了充分的指导；多位审稿者对稿件进行了认真的审查，并提出宝贵意见；中国电子科技集团第54所王偌鹏、霍治生、穆荣耀、肖垣明、沈振芳、张明春、兰菲等同志对编制工作予以了大力支持，在此一并感谢。
本书内容丰富、信息量大，具有较强的系统性、新颖性和实用性。本书可为国防科技工业各级领导提供参考，也可为电子行业相关设计和工艺技术人员提供指导。
由于编者水平有限，本书不尽完善之处在所难免，恳请广大读者批评指正。

编  者   
2016年5月